JP2011194617A - 光記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】大容量型光ディスクにおいて記録層多層化を実現する。
【解決手段】基板１１と、２層以上の記録層１２１，１２２とを有し、少なくとも１以上の記録層に、Ｐｄ、Ｏ、Ｍ（ＭはＺｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｎ、の中の１つ或いは複数の元素）が含まれ、且つ、ＯはＭを完全酸化させたとき（ＺｎＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２）の化学量論組成よりも多く含まれる。Ｐｄ、Ｏ、Ｍを含む記録層のうち、少なくとも１以上の記録層にＡｌが含まれ、Ａｌを含む記録層については、この記録層が記録用光の入射側とは反対側から数えてｎ番目の記録層である場合、そのＰｄ及びＭの含有量の総和に対するＡｌの含有量が、ｎ-１番目の記録層におけるＡｌの含有量以上とされる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ディスク等の光記録媒体に関し、特に高記録密度で記録可能な光記録媒体に関する。

近年、大容量光ディスクとしてブルーレイディスク（ＢＤ：Blu-ray Disc（登録商標）、以下本明細書では「大容量光ディスク」と記す）が製品化されている。この大容量光ディスクは、記録再生用光波長を４０５ｎｍ程度、記録再生用光学系の集光レンズの開口数ＮＡを０．８５程度として、約２５ＧＢの記録容量を実現している。

この大容量光ディスク型の光記録媒体において、追記可能な記録層材料が種々検討されている。従来の追記型光ディスクの記録層材料としては、有機色素材料が知られている。一方、有機色素材料を用いる場合の生産性、また記録信号の長期安定保存性の問題点を改善するため、無機材料を追記型記録層材料に用いることが種々検討されている。例えば下記特許文献１には、昇温により高速で結晶化して光学変化を生じさせるＴｅ−Ｏ等を含む記録層を有する光記録媒体が提案されている。

特開２００８−１１２５５６号公報

ところで、上述した大容量光ディスク型の追記型光記録媒体において更に大容量化を図るために、多層化が進められている。単層の大容量光ディスクに対してはジッター、変調度、エラーレート等の記録特性に関する適切な範囲が設定されており、多層型の媒体においてもこの範囲の記録特性を達成することが求められている。

以上の課題に鑑みて、本発明は、上述した大容量光ディスク型であって追記型の光記録媒体の記録層材料に対応可能であり、多層化による記録特性の低下を抑制し、単層記録層構成と同等の記録特性を有する光記録媒体を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明による光記録媒体は、基板と、２層以上の記録層とを有する。そして記録層のうち少なくとも１以上の記録層に、Ｐｄ、Ｏ、Ｍ（ＭはＡｌ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎの中の１つ或いは複数の元素）が含まれ、且つ、ＯはＭを完全酸化させたとき（Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２）の化学量論組成よりも多く含まれる。更に、Ｐｄ、Ｏ、Ｍを含む記録層のうち、少なくとも１以上の記録層にＡｌが含まれる。そしてＡｌを含む記録層については、この記録層が記録用光の入射側とは反対側から数えてｎ番目の記録層である場合、そのＰｄ及びＭの含有量の総和に対するＡｌの含有量が、ｎ-１番目の記録層におけるＡｌの含有量以上とされる構成とする。

このように、本発明の光記録媒体においては、まず記録層を２層以上の多層構成とするものであり、その一以上の記録層にＰｄ、Ｏ、Ｍ（ＭはＡｌ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、の中の１つ或いは複数の元素であり）を含むものとする。そしてＯはＭを完全酸化させたとき（Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２）の化学量論組成よりも多く含む構成とすることで、記録層内の少なくとも一部のＰｄは酸化され、ＰｄＯ又はＰｄＯ_２として存在する。

このようなＰｄ、Ｏ、Ｍを含む記録層に対してレーザ等の記録用光を照射すると、Ａｌ_２Ｏ_３やＺｎＯというような安定した酸化物ではなく、ＰｄＯ、ＰｄＯ_２が反応する。即ち、記録用光の照射によってＰｄＯはＰｄとＯ_２に分解し、またＰｄＯ_２はＰｄＯとＯ_２に分解するように反応する。このときＯ_２が発生することで、平坦な薄膜状の記録層に膨れが生ずる構造となる。このため記録用光を照射した位置に、周囲とは反射率の異なる記録マークが形成される。

更に、本発明の光記録媒体においては、Ｐｄ、Ｏ、Ｍを含む記録層のうち、少なくとも１以上の記録層にＡｌを含ませる。そして、Ａｌを含む記録層については、そのＰｄ及びＭの含有量の総和に対するＡｌの含有量を変化させることで、記録層の透過率及び反射率を調整する。即ち、Ａｌを含む記録層のうち、少なくとも記録用光の入射側に近い側から記録用光の入射側とは反対側に向かって、そのＡｌ含有量、つまりＰｄ及びＭの総和に対する組成比が同等か徐々に小さくなる構成とする。

このように記録層材料にＡｌが含まれる場合、Ａｌの含有量が高いと透過率が高く反射率が低くなり、逆にＡｌ含有量が低いと透過率が低くなり反射率が高くなる傾向がある。つまりＡｌ含有量により透過率を容易に調整することができる。したがって、Ａｌ含有量を制御することで、記録用光の入射側に最も近い記録層では透過率を高く且つ反射率を低くし、記録用光の入射側から遠ざかるにつれて透過率を低く且つ反射率を高くすることができる。またこのとき、後述する実験例等において説明するように、Ｐｄの組成比を調整して透過率を変化させる場合と比べて、記録特性の低下を抑えることができる。即ち、再生信号のジッター、変調度、エラーレート等において、上述の大容量光ディスク型の光記録媒体に対応する十分な特性が得られる。したがって、多層記録層とする場合においても、記録特性の良好な大容量光ディスク対応の光記録媒体を提供することが可能となる。

本発明によれば、大容量型光ディスクであって追記型の光記録媒体において、単層記録層構成と同等の記録特性を有する多層記録層構成の光記録媒体を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係る光記録媒体の概略断面構成図である。 本発明の他の実施の形態に係る光記録媒体の概略断面構成図である。 本発明の他の実施の形態に係る光記録媒体の概略断面構成図である。 本発明の一実施の形態に係る光記録媒体の各記録層の特性を示す図である。 本発明の一実施の形態に係る光記録媒体の各記録層の特性を示す図である。 参考例による光記録媒体の記録層の特性を示す図である。 参考例による光記録媒体の記録層の特性を示す図である。 本発明の他の実施の形態に係る光記録媒体の記録層の特性を示す図である。 本発明の他の実施の形態に係る光記録媒体の記録層の特性を示す図である。 本発明の他の実施の形態に係る光記録媒体の記録層の特性を示す図である。

以下、発明を実施するための最良の形態（以下実施の形態とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．光記録媒体の構成
２．実験例（Ａｌ含有量に対する記録特性の検討）
３．参考例（Ｐｄ含有量に対する記録特性の検討）
４．実施の形態（記録層４層構成とする例）

＜１．光記録媒体の構成＞
［光記録媒体の構造］
図１は、本発明の一実施の形態に係る光記録媒体１０の概略断面構成図である。図１に示すように、この光記録媒体１０は、基板１１上に、２層の記録層１２１（Ｌ０）及び１２２（Ｌ１）が形成される。なお、多層記録媒体においては通常、基板に最も近い記録層をＬ０、次いでＬ１、Ｌ２、・・・とするので、便宜上併記して示す。

本例の光記録媒体１０は、上述した大容量光ディスク（ＢＤ、登録商標）型の構成とする場合は、厚みが約１．１ｍｍで、外径が約１２０ｍｍの円盤状の基板１１が用いられる。そしてその一面側、例えばウォブリンググルーブとしての凹凸が形成された面の上に、記録層１２１及び１２２が光透過性材料より成る中間層１４を介して形成される。更に記録層１２２の上には、厚さが約１００μｍの光透過性材料より成る保護層１３が形成され、全体として厚さ１．２ｍｍとして構成される。大容量光ディスク型構成とする場合、記録用光の入射側は保護層１３側とされる。なお、本発明は大容量光ディスク型構成とする場合に限定されるものではなく、ディスク状ではなくカード状等の基板を用いるとか、また基板１１や保護層１３の厚さ、ディスク状とする場合の外径等は用途に応じて適宜選定可能である。

図２及び図３は、本発明の他の実施の形態に係る光記録媒体２０及び３０の概略断面構成図である。
図２に示す例においては、記録層を３層構成とする光記録媒体２０の構成を示す。この例では、基板２１上に、図１に示す例と同様にウォブリンググルーブとしての凹凸が形成され、その凹凸形成面の上に、基板２１側から順に記録層２２１（Ｌ０）、２２２（Ｌ１）及び２２３（Ｌ２）が、中間層２４１及び２４２を介して形成される。記録層２２２（Ｌ１）の上には、保護層２３が形成される。図１に示す例と同様に、大容量光ディスク型の構成とする場合は、基板２１の外径や厚さ、保護層２３の厚さを図１に示す例と同様とする。

図３は、記録層をｎ層（ｎは任意の自然数）とする場合の光記録媒体３０の構成を示す。この例では、基板３１上に、図１に示す例と同様にウォブリンググルーブとしての凹凸が形成される。そしてこの凹凸形成面の上に、基板３１側から順に記録層３２１（Ｌ０）、３２２（Ｌ１）、３２３（Ｌ２）、３２４（Ｌ３）・・・３２ｎ（Ｌｎ）が、中間層３４１、３４２、３４３・・・３４ｎを介して形成される。記録層３２ｎ（Ｌｎ）の上には、保護層３３が形成される。この場合も図１に示す例と同様に、大容量光ディスク型の構成とする場合は、基板３１の厚さや外径、保護層３３の厚さを図１に示す例と同様とする。

次に、図１〜図３に示す各実施の形態に係る光記録媒体における基板、記録層、中間層及び保護層の各部の適用可能な構造や材料等について説明する。

［基板の構造］
基板１１（２１、３１）は、例えばポリカーボネートなどの樹脂等の材料より成り、射出成形等によって、マスタリング原盤からトラッキング用のウォブリンググルーブの凹凸形状が転写されて形成される。なお、本発明の光記録媒体においてグルーブ形状は必須ではなく、トラッキングが可能で、且つ記録トラック間クロストークが適切に抑制される構造であればよい。また、記録トラックは光入射側から見てグルーブ上又はランド上とすることができ、記録方式を問わない。

［記録層材料］
本例において少なくとも１以上の記録層、例えば記録層１２２、２２３、３２ｎ等は、上述したようにＰｄ、Ｏ、Ｍ（ＭはＡｌ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、の中の１つ或いは複数の元素であり）を含むものとする。そしてＯはＭを完全酸化させたとき（Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２）の化学量論組成よりも多く含まれるようにする。即ちこれら記録層１２２、２２３、３２ｎ等には、Ａｌ_２Ｏ_３やＺｎＯというような安定した酸化物に加えてＰｄＯ又はＰｄＯ_２が含まれる。そして、例えば中心波長４０５ｎｍ近傍のレーザ等の光を照射したときに、ＰｄＯはＰｄとＯ_２に、ＰｄＯ_２はＰｄＯとＯ_２に分解し、Ｏ_２の発生によって構造的に膨れを生じる。これにより、周囲と反射率の異なる記録マークが形成される。ここで、一部の記録層、例えば最も基板１１（２１、３１）側の記録層１２１（２２１又は３２１、Ｌ０）は、Ａｌを含まなくてもよい。

一方、Ｐｄ、Ｏ、Ｍを含む記録層のうち少なくとも１以上の記録層、図１に示す例では記録層１２２（Ｌ１）、記録層２２３（Ｌ２）又は記録層３２ｎ（Ｌｎ）は、Ｐｄ、Ｏ及びＡｌを含むものとする。そして、記録用光の入射側から基板１１（２１、３１）側に向かうにつれて、ＰｄとＭの総和に対するＡｌの含有量が同等か又は小さくなるようにする。すなわち、記録層１２１がＡｌを含む場合は、その含有量を記録層１２２と同等か又は少なく構成する。また記録層２２２（Ｌ１）がＡｌを含む場合は、記録層２２３（Ｌ２）に比べてＡｌ含有量を同等か又は少なくし、記録層３２ｎ（Ｌｎ）に隣接する基板３１側の記録層がＡｌを含む場合は、記録層３２ｎ（Ｌｎ）に比べてＡｌ含有量を同等か又は少なくする。なお、いずれかの層においては、Ａｌ含有量が同一でなく、記録用光の入射側で大とすることが好ましい。Ａｌを含む記録層においては、以下同様に構成すればよく、つまり、記録用光の入射側とは反対側から数えてｎ番目の記録層は、ｎ-１番目の記録層よりＰｄとＭの含有量の総和に対するＡｌの含有量、即ち組成比を同等か大として構成する。以下本明細書においてＡｌ組成比とはＰｄとＭの含有量の総和に対するＡｌの含有量を指す。

このようにＡｌを含み、Ａｌ組成比により透過率を調整する記録層は、記録用光の入射側から少なくとも２層以上設けることが好ましい。即ち、記録層を２層とする場合は２層とも、３層とする場合は、入射側の２層、４層以上とする場合は入射側から２層以上とすることが好ましい。

また、Ａｌ含有量の好ましい範囲の下限としては、ＰｄとＭの含有量に対して０％を超えていれば透過率の制御が可能である。一方上限としては、Ａｌを含む材料をスパッタ法により成膜する場合に比較的成膜レートが低いので、生産性を考慮すると２０原子％以下とすることが好ましい。

記録層がＡｌを含まない場合は、少なくともＺｎ、Ｉｎ、Ｓｎのいずれかを含むことが好ましい。即ち、Ｚｎ−Ｐｄ−Ｏ、Ｉｎ−Ｐｄ−Ｏ、Ｓｎ−Ｐｄ−Ｏのいずれかとすることができる。また、Ｚｎ−Ｉｎ−Ｐｄ−Ｏ、Ｚｎ−Ｓｎ−Ｐｄ−Ｏ、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｐｄ−Ｏ、Ｚｎ−Ｉｎ−Ｓｎ−Ｐｄ−Ｏのいずれかとしてもよい。いずれの場合も透過率に対して影響が少なく、記録特性に大きな違いを生じることがない。そして、ＯはＺｎ、ＩｎまたはＳｎを完全酸化させたとき（ＺｎＯ、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２）の化学量論組成よりも多く含まれるようにする。このようにすることで、上述したようにこの記録層がＰｄＯ又はＰｄＯ_２を含み、大容量光ディスク型構成とした場合に良好な記録特性が得られ、またＡｌを含む他の記録層と共通の成膜装置を利用して記録層形成が可能であり、生産性上好適である。なお、本明細書において「元素−Ｏ」とは、その元素と酸素とを成分として含む材料を示し、その元素と酸素とを含む化合物、その元素の酸化物（完全酸化に限らない）を含む。

また、Ａｌを含まない記録層のうち、例えば最も基板１１（２１、３１）側の記録層１２１（２２１、３２１）は、上述の材料、すなわちＰｄ、Ｏ、Ｍを含む材料に限定されず、その他の材料を用いてもよい。上記の材料の他、多層記録層構成とした場合に良好な記録層としての記録特性が得られる材料であれば利用可能であり、特に限定されない。例えば、別の追記型の記録材料や書き換え型記録材料より成る記録層を設けることも可能であり、或いは再生専用型の記録層を設けることもできる。

なお、記録層１２１、１２２（２２１、２２２・・）の下層、又は上層、又は上下に、保護膜としての機能を持つ材料より成る厚さ数ｎｍ〜数十ｎｍ程度の光透過性の誘電体層を形成してもよい。このような誘電体層として適用可能な材料を例示すると、Ｉｎ−Ｏ、Ｚｎ−Ｏ、Ａｌ−Ｏ、Ｓｎ−Ｏ、Ｇａ−Ｏ、Ｓｉ−Ｏ、Ｔｉ−Ｏ、Ｖ−Ｏ、Ｃｒ−Ｏ、Ｎｂ−Ｏ、Ｚｒ−Ｏ、Ｈｆ−Ｏ、Ｔａ−Ｏ、Ｂｉ−Ｏなどの酸化物が挙げられる。また、ＳｉＮ、ＡｌＮなどの窒化物、ＳｉＣなどの炭化物も利用可能である。これらの材料を用いる場合、記録層１２１（１２２、２２１・・等）の耐久性を高めることができる。

なお、このように誘電体層を設ける場合、誘電体層の材料や組成、又は成膜条件の少なくともいずれかを変えることにより、誘電体層を含む記録層の透過率を変化させることができる。成膜条件としては、例えば成膜時の成膜パワー（スパッタ法による場合はスパッタ電力）や成膜雰囲気である酸素分圧が挙げられる。ここで酸素分圧とは、例えば不活性ガスとしてＡｒガスを使う場合、Ａｒガスと酸素ガスとを含む全ガス中の酸素のガス圧分を示す。

例えば材料の選定により透過率を変化させる例としては、Ｉｎ−Ｓｎ−ＯとＩｎ−Ｓｉ−Ｚｒ−Ｏが挙げられ、この場合Ｉｎ−Ｓｎ−ＯよりもＩｎ−Ｓｉ−Ｚｒ−Ｏの方が透過率は高い。また、組成を変えて透過率を変化させる例としては、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏが挙げられ、組成比をＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝８８：６：６とするよりも、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝３４：３３：３３とする方が、透過率が高くなる。また、成膜条件として例えば酸素分圧により変化させる場合、酸素分圧大とするほうが酸素分圧小とする場合よりも透過率が高くなる。更に、成膜時のパワーにより透過率を変える場合は、パワー大とするほうがパワー小とする場合より透過率が高くなる。

したがって、隣接してＡｌを含む記録層を設ける場合において、そのＡｌ含有量を同一とするときは、このように誘電体層の材料や組成、成膜条件の少なくともいずれかを変えることで透過率を制御し、上下誘電体層と記録層全体の透過率を変えることが好ましい。つまり記録層の透過率が同一の場合は、記録用光の入射側の記録層はその上層誘電体層、下層誘電体層の少なくともいずれかの透過率を高く、入射側とは反対側の記録層はその上層誘電体層、下層誘電体層の少なくともいずれかの透過率を低くすることが好ましい。なお、Ａｌを含まない記録層を設ける場合においても同様である。

［製造方法］
記録層１２１（１２２、２２１、・・・等）の成膜は蒸着法やスパッタ法等により行うことができる。例えばスパッタリング法によりＡｌ−Ｐｄ−Ｏより成る記録層を形成する場合、Ａｌ_２Ｏ_３ターゲットと、Ｐｄターゲットとを使用して、アルゴンガスと酸素ガスを流しながら、スパッタ法により成膜する。または、目的とする組成比の合金ターゲットを用いてもよい。

また図１に示す記録層１２１と記録層１２２の間など、各記録層の間には、光透過性材料より成る中間層１４が形成される。中間層１４の材料としては、記録特性に影響を及ぼさない十分な光透過性があればよく、その厚さは層間クロストークを所定値以下に抑えられる範囲であればよい。

中間層１４（２４１、３４１等）の材料としては、例えば紫外線硬化樹脂等の、光硬化性、又は熱硬化性の樹脂等を用いることができる。この場合、スピンコート等により塗布した後、加熱又は光照射により形成される。

記録層１２１、１２２（２２１、２２２・・）の下層、又は上層、又は上下に誘電体層を設ける場合は、上述の材料をターゲット材料に用いてスパッタ法等により成膜することができる。

また、記録用光入射側に設ける保護層１３（２３、３３）は、熱又は光硬化性の樹脂材料が利用可能である。これらの材料をスピンコート法等により塗布して成膜した後、加熱や光照射、例えば紫外線照射により硬化して形成することができる。または、紫外線硬化樹脂等とポリカーボネート等の樹脂シートや、接着層とポリカーボネート等の樹脂シート用いて保護層１３を形成することもできる。

なお、図示しないが、保護層１３（２３、３３）の表面（レーザ照射面）に、例えば機械的な衝撃、傷に対する保護、また利用者の取り扱い時の塵埃や指紋の付着などから、情報信号の記録再生品質を保護するためのハードコートを設けてもよい。ハードコートには、機械的強度を向上させるためにシリカゲルの微粉末を混入したものや、溶剤タイプ、無溶剤タイプなどの紫外線硬化樹脂を用いることができる。機械的強度を有し、撥水性や撥油性を持たせるには、厚さを１μｍから数μｍ程度とすることが好ましい。

このような構成の光記録媒体１０（２０、３０）によれば、後述の実験例において述べるように、非常に良好な記録再生特性を得ることができた。例えば再生信号の反射率、透過率、記録感度、記録マージンなどの点で、大容量光ディスクとして十分な特性が得られた。

＜２．実験例（Ａｌ含有量に対する記録特性の検討）＞
次に、Ａｌ含有量を変えた単層の記録層を形成した光記録媒体を用意して、各記録層の特性を測定することで、Ａｌ含有量に対する記録特性の変化を調べた。
各例共に、光記録媒体の基板としては、外径１２０ｍｍ、厚さ１．１ｍｍのディスク状のポリカーボネートより成る基板を用いた。この基板上に、Ｉｎ_２Ｏ_３より成る厚さ１５ｎｍの下層誘電体層、Ｚｎ−Ｉｎ−Ａｌ−Ｐｄ−Ｏより成る厚さ５０ｎｍの記録層、Ｉｎ_２Ｏ_３より成る厚さ１０ｎｍの上層誘電体層を形成した。更にこの上に、記録用光入射側最表面のいわゆるカバー層として、紫外線硬化性樹脂より成る厚さ１００μｍの保護層を形成した。

Ｚｎ−Ｉｎ−Ａｌ−Ｐｄ−Ｏより成る記録層のスパッタの際のターゲットには、ＺｎＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｉｎ_２Ｏ_３、Ｐｄを用いて、各ターゲットのスパッタ電力をコントロールすることで組成を調整した。組成は実験例１〜３において、下記の通りとした。
（実験例１）Ｚｎ：Ｉｎ：Ａｌ：Ｐｄ＝３８：３８：１２：１２
（実験例２）Ｚｎ：Ｉｎ：Ａｌ：Ｐｄ＝３９．５：３９．５：９：１２
（実験例３）Ｚｎ：Ｉｎ：Ａｌ：Ｐｄ＝４１：４１：６：１２
なお、上記組成比は原子％を表す。

スパッタ時には、ＡｒガスとＯ_２ガスを用いて、その流量は、Ａｒ：７０ｓｃｃｍ、Ｏ_２：３０ｓｃｃｍとした。この場合、記録層のＡｌとＺｎとＩｎは完全に酸化し、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、Ｉｎ_２Ｏ_３になり、ＰｄはＰｄＯおよびＰｄＯ_２の両方を含んでいる。

作製した光記録媒体における記録層の透過率は、偏光解析装置を用いて測定した。Ａｌ組成比が６原子％の場合は透過率７３．４％、９原子％の場合は透過率７４．７％、１２原子％の場合は透過率７５．７％であった。このように、Ｐｄ組成を１２原子％に固定しても、Ａｌ組成を増加させることで、透過率を増大させることができることが分かった。

また、この光記録媒体のジッター評価として、Blu-ray Disc（登録商標）用の評価装置において１倍記録（４．９２ｍ／ｓ）にて連続５トラックを記録し、中央のトラックのジッターを測定した。この評価装置における記録用光の波長は４０５ｎｍ、集光レンズの開口数ＮＡは０．８５、一層当たりの記録容量は約２５ＧＢを実現する記録方式である。この結果を図４に示す。また、同評価装置において変調度も測定した。この結果を図５に示す。図４及び図５において、実線ａ１及びｂ１はＡｌ組成比が６原子％（透過率７３．４％）、実線ａ２及びｂ２はＡｌ組成比が９原子％（透過率７４．７％）、実線ａ３及びｂ３はＡｌ組成比が１２原子％（透過率７５．７％）の結果をそれぞれ示す。なお、図中透過率の値をＴとして示す。

図４から明らかなように、記録層の透過率が７３．４％から７４．７％、更に７５．７％に増大しても、ジッターの悪化は見られない。また、図５に示すように、Ａｌ組成比を増やして記録層の透過率が増加しても変調度が減少せず、６０〜７０％以上を維持している結果となった。それぞれのＡｌ組成比の記録層に対して十分な記録パワーマージンが得られ、且つ、通常の光ディスクにおいて実用可能な範囲の記録パワーで記録再生可能であることが分かる。

このように透過率が７０％以上と比較的高い記録層は、３層、４層などの多層記録層構成の光記録媒体において有用である。このように３層以上とする場合、入射光側において透過率が７０％以上と高く、且つ良好な記録特性が求められるからである。上記の実験例１〜３のように、Ａｌを添加し、その組成比を調整することにより、ジッターを悪化させることなく透過率を７０％以上に上げることができる。Ａｌの添加量が高いほど透過率を上げられる。このため、例えば４層媒体の光入射側の３層（基板側からＬ０／Ｌ１／Ｌ２／Ｌ３とするときのＬ１、Ｌ２、Ｌ３層）において、Ａｌ組成比ｘ１、ｘ２、ｘ３に関しては、ｘ１（Ｌ１）＜ｘ２（Ｌ２）＜ｘ３（Ｌ３）とすると好ましい。また、３層以上の媒体において特に入射側の２層（Ｌ２、Ｌ３層）にＡｌを添加しても良い。この場合は、Ａｌ組成比ｘ２、ｘ３を、ｘ２（Ｌ２）＜ｘ３（Ｌ３）とすることで、高い透過率と優れた記録特性を両立した記録層を有する多層記録層構成の光記録媒体を実現することができる。

なお、Ａｌを含む記録層のうち、少なくとも一部の層において、Ａｌ組成比を同一としてもよい。この場合は、上述したように、記録層の上層か下層の少なくともいずれかに誘電体層を設け、その材料、組成、成膜条件の少なくともいずれかを変えることで、透過率の調整を行えばよい。しかしながら、Ａｌ組成比を変えることで、好ましい範囲で容易に透過率を調整することが可能であることから、Ａｌ組成比を変えて積層する記録層の組み合わせを、少なくとも１以上設けることが好ましい。

また、上述したＡｌを含む記録層においては、透過率を高くしてもジッターボトム値を極めて低く抑えていることが特長である。大容量光ディスクにおいては、ジッターボトム値は７％以下であればよいとされているが、実際には製造マージンを考慮して６％以下が望ましい。実験例１〜３ではこれを更に下回って５％近傍を達成している。つまり、図５に示すように透過率を上げても変調度が減少しないことによって、高透過率記録層における特性を改善しているものと考えられる。

したがって、このようにＡｌ組成比を調整して透過率を変化させた記録層を、中間層を介して順次積層することによって、大容量光ディスクに十分適用可能な、良好な記録再生特性の光記録媒体を提供することができる。

＜３．参考例（Ｐｄ含有量に対する記録特性の検討）＞
次に、参考例として、Ａｌ組成比ではなくＰｄ組成比を変えて透過率を調整する場合について、記録特性について検討した。この場合においても、記録層としてＺｎ−Ｉｎ−Ｏ−Ｐｄより成る記録層を用いて光記録媒体を構成した。この場合、記録層はＺｎとＩｎは完全に酸化しＺｎＯ、Ｉｎ_２Ｏ_３になり、ＰｄはＰｄＯおよびＰｄＯ_２の両方を含んでいる。Ｐｄの組成比は低い程透過率が高く、Ｐｄ組成比が高いと透過率は低くなる。

この例においては、外径１２０ｍｍ、厚さ１．１ｍｍのディスク状のポリカーボネートより成る基板を用意した。この基板上に、Ｚｎ−Ｉｎ−Ｐｄ−Ｏより成る厚さ６０ｎｍの記録層、記録用光入射側最表面のいわゆるカバー層として、紫外線硬化性樹脂より成る厚さ１００μｍの保護層を形成した。記録層はスパッタ法により成膜し、ターゲット材、ガス種、流量等の成膜条件は実験例１〜３と同様とした。参考例１〜３の各元素の組成比（原子％）は下記の通りである。

（参考例１）Ｚｎ：Ｉｎ：Ｐｄ＝４１．５：４１．５：１７
（参考例２）Ｚｎ：Ｉｎ：Ｐｄ＝４３：４３：１４
（参考例３）Ｚｎ：Ｉｎ：Ｐｄ＝４４．５：４４．５：１１

これらの記録層の透過率を偏光解析により測定したところ、記録層のＰｄ組成比（Ｐｄ／（Ｐｄ＋Ｚｎ＋Ｉｎ））を１７原子％、１４原子％、１１原子％と徐々に低くすることで、透過率は５５．８％、６１．９％、６８．２％と徐々に増加した。

これら参考例１〜３による光記録媒体について、実験例１〜３と同様の評価装置及び評価条件でジッター及び変調度を測定した。この結果を図６及び図７に示す。図６及び図７において、実線ｃ１及びｄ１はＰｄ組成比を１７原子％（透過率５５．８％）、実性ｃ２及びｄ２はＰｄ組成比が１４原子％（透過率６１．９％）、実線ｃ３及びｄ３はＰｄ組成比が１１原子％(透過率６８．２％)の結果をそれぞれ示す。

図６の結果から、透過率が７０％未満の範囲であるにもかかわらず、ジッターはＰｄ組成比が１４原子％、１１原子％となるにつれ悪化していることがわかる。これは、図７に示す変調度の結果からわかるように、Ｐｄ組成比が１４原子％、１１原子％と低くなるにつれて変調度が小さくなっているのが原因と考えられる。

つまり、Ｐｄの組成比を調整して透過率や反射率を変化させる場合、記録特性に影響を及ぼすことがわかる。これは、本発明の光記録媒体においてはＰｄの酸化物の分解により記録を行うものであるため、Ｐｄ自体の含有量を変えると記録特性も変化してしまうものと思われる。よって、本発明の光記録媒体のようにＰｄの酸化物を含む記録層を設ける場合は、Ｐｄの組成比を調整して透過率や反射率を変化させて多層記録を実現することは好ましくないことが分かる。

＜４．実施の形態（記録層４層構成とする例）＞
次に、記録層を４層設ける例について実際に多層記録層構成の光記録媒体を作製して、その記録特性を検討した。
この例においても、外径１２０ｍｍ、厚さ１．１ｍｍのディスク状のポリカーボネートより成る基板を用いた。この基板上に、第１の記録層Ｌ０、中間層、第２の記録層Ｌ１、中間層、第３の記録層Ｌ２、中間層、第４の記録層Ｌ３、保護層（カバー層）を順次形成した。更にこの上に、記録用光入射側最表面のいわゆるカバー層として、紫外線硬化性樹脂より成る保護層を形成した。

第１〜第４の記録層Ｌ０〜Ｌ３はそれぞれ、上下に誘電体層を設ける構成とした。各層の構成は下記の通りである。

（第１の記録層Ｌ０）下層誘電体層Ｉｎ−Ｚｎ−Ｓｎ−Ｏ（厚さ５ｎｍ）／記録層Ｉｎ−Ｚｎ−Ｓｎ−Ｐｄ−Ｏ膜（厚さ４０ｎｍ）／上層誘電体層Ｉｎ−Ｚｎ−Ｓｎ−Ｏ（厚さ５ｎｍ）
（第２の記録層Ｌ１）下層誘電体層Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ（厚さ１０ｎｍ）／記録層Ｉｎ−Ｚｎ−Ｓｎ−Ａｌ−Ｐｄ−Ｏ膜（厚さ４０ｎｍ）／上層誘電体層Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ（厚さ１５ｎｍ）
（第３の記録層Ｌ２）下層誘電体層Ｉｎ−Ｚｎ−Ｇａ−Ｏ（厚さ１０ｎｍ）／記録層Ｉｎ−Ｚｎ−Ｓｎ−Ａｌ−Ｐｄ−Ｏ膜（厚さ４０ｎｍ）／上層誘電体層Ｉｎ−Ｚｎ−Ｇａ−Ｏ（厚さ２５ｎｍ）
（第４の記録層Ｌ３）下層誘電体層Ｉｎ−Ｚｎ−Ａｌ−Ｏ（厚さ１０ｎｍ）／記録層Ｉｎ−Ｚｎ−Ｓｎ−Ａｌ−Ｐｄ−Ｏ膜（厚さ４０ｎｍ）／上層誘電体層Ｉｎ−Ｚｎ−Ａｌ−Ｏ（厚さ３０ｎｍ）

また、中間層は全てアクリル系の紫外線硬化樹脂によりスピンコート法によって形成した。膜厚は、第１及び第２の記録層の間の中間層は１６μｍ、第２及び第３の記録層の間の中間層は１８μｍ、第３及び第４の記録層の間の中間層は１４μｍとした。なお、第４の記録層Ｌ３の上の保護層は、アクリル系の紫外線硬化樹脂により厚さ５２μｍとしてスピンコート法により形成した。

記録層各層はスパッタ法で成膜した。その際、各元素に対してそれぞれＺｎＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２、Ｐｄを用いて、各ターゲットのスパッタ電力をコントロールすることで組成を調整した。ガスの流量は、誘電膜の作製時はＡｒ：７０ｓｃｃｍ、Ｏ_２：３０ｓｃｃｍ、記録層の成膜時は、Ｌ０の場合は、Ａｒ：７０ｓｃｃｍ、Ｏ_２：３０ｓｃｃｍ、Ｌ１〜Ｌ３の場合は、Ａｒ：７０ｓｃｃｍ、Ｏ_２：３０ｓｃｃｍ、Ｎ_２：１０ｓｃｃｍとした。

組成は、原子％の比で表したとき、
（Ｌ０上下誘電膜）Ｉｎ：Ｚｎ：Ｓｎ＝７０：２０：１０
（Ｌ０記録層）Ｉｎ：Ｚｎ：Ｓｎ：Ｐｄ＝２５：３５：５：３５
（Ｌ１上下誘電膜）Ｉｎ：Ｚｎ＝８０：２０
（Ｌ１記録層）Ｉｎ：Ｚｎ：Ｓｎ：Ａｌ：Ｐｄ＝４８：１６：４：１２：２０
（Ｌ２上下誘電膜）Ｉｎ：Ｚｎ：Ｇａ＝８６：７：７
（Ｌ２記録層）Ｉｎ：Ｚｎ：Ｓｎ：Ａｌ：Ｐｄ＝５５：１５：５：１３：１２
（Ｌ３上下誘電膜）Ｉｎ：Ｚｎ：Ａｌ＝５０：１０：４０
（Ｌ３記録層）Ｉｎ：Ｚｎ：Ｓｎ：Ａｌ：Ｐｄ＝５５：１５：５：１５：１０
とした。つまり、Ｌ３、Ｌ２、Ｌ１のＡｌ組成比はそれぞれ１５原子％、１３原子％、１２原子％であり、Ｌ０のＡｌ組成比はゼロとした。

これらの記録層を有する４層記録層構成の光記録媒体として構成した状態で、各記録層の反射率と透過率を偏光解析装置により測定した。この結果は下記の通りである。
（Ｌ０）反射率Ｒ０＝２．５％
（Ｌ１）反射率Ｒ１＝３．３％、透過率Ｔ１＝６５％
（Ｌ２）反射率Ｒ２＝３．２％、透過率Ｔ２＝７５％
（Ｌ３）反射率Ｒ３＝３．６％、透過率Ｔ３＝８０％

この光記録媒体の記録特性を上述の実験例１〜３と同様に大容量光ディスク用の評価装置にて確認した。まず、クロック周波数６６ＭＨｚ、線速４．９２ｍ／ｓで記録を行い、ジッターを測定した。この結果を図８に示す。図８において、実線ｅ１はＡｌ組成比０％の第１の記録層Ｌ０、実線ｅ２はＡｌ組成比１２原子％、透過率６５％の第２の記録層を表す。また、実線ｅ３はＡｌ組成比１３原子％、透過率７５％の第３の記録層、実線ｅ４はＡｌ組成比１５原子％、透過率８０％の第４の記録層を示す。図８から明らかなように、ジッターボトム値は非常に小さく、記録層単層型の大容量型光ディスクにおいて７％以下が望ましいとされるのに対し、これを十分に下回る５％近傍を達成している。したがって記録パワーマージンは各記録層において十分得られており、非常に良好な記録特性が得られることが分かる。

また、この材料は高密度での特性も非常に優れていることが分かった。図９及び図１０は、上述の第４の記録層Ｌ３について、クロック周波数１３２ＭＨｚ、線速７．６８ｍ／ｓで記録再生したときのシンボルエラーレートＳＥＲ及び変調度を測定したものである。この記録条件は、上述の大容量光ディスクが１層２５ＧＢであるのに対して、１層３２ＧＢに対応する記録条件である。図９及び図１０から分かるように、最もＡｌ組成比が多く、透過率が８０％と高い第４の記録層においても、３２ＧＢ相当の高密度記録時のエラーレートが十分小さく、非常に良好な特性が得られることが分かった。

以上説明したように、本発明によれば、記録層にＰｄ、Ｏ、Ｍ（ＭはＡｌ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、の中の１つ或いは複数の元素）が含まれる光記録媒体において、Ａｌ組成比を調整して透過率を制御することにより、以下の効果が得られる。

２層以上の記録層構成の光記録媒体を形成する際に、記録用光の入射側から徐々にＡｌ組成比を小さくすることで、容易に透過率を制御することができる。
また、記録用光の入射側に近い記録層において、透過率を例えば６０％以上と高くする場合においても記録特性、即ちジッターや変調度が悪化することが殆どない。したがって、記録用光入射側において８０％以上、記録用光を入射する側とは反対側において６０％未満と、透過率を比較的大きく変える場合においても、各記録層の記録特性をばらつき、悪化を抑えることができる。

特に、大容量光ディスクタイプ、即ち記録用光を中心波長４０５ｎｍ程度、集光光学系の開口数を０．８５程度とする単層記録層の容量が約２５ＧＢ程度とされる光記録媒体に適用することで、多層構成を実現し、更に大容量化を図ることができる。

特に、多層化された記録層のうち透過率の高い記録層において、３０ＧＢを超えるより高密度の記録を行った場合でも良好な特性が得られる。このため、多層化に加え、各層における高密度化を行うことで、６０ＧＢ、１００ＧＢといったより高密度、大容量の光記録媒体を提供することが可能となる。

なお、本発明は上述の各実施の形態において説明した光記録媒体の材料、構成に限定されるものではない。例えば、多層記録層構成とする場合に、一層を追記型以外の記録層を設けるとか、或いは再生専用型のピット等による記録領域が部分的に設けられる光記録媒体にも適用可能であり、本発明構成を逸脱しない範囲で適宜変形、変更が可能である。

１０，２０，３０・・光記録媒体、１１，２１，３１・・基板、１３，２３，３３・・保護層、１４，２４１，２４２，３４１，３４２，３４３・・中間層、１２１，１２２，２２１，２２２，２２３，３２１，３２２，３２３，３２４，３２ｎ・・記録層

Claims (10)

1. 基板と、
   ２層以上の記録層とを有し、
   前記記録層のうち少なくとも１以上の記録層に、Ｐｄ、Ｏ、Ｍ（ＭはＡｌ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎの中の１つ或いは複数の元素）が含まれ、且つ、ＯはＭを完全酸化させたとき（Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２）の化学量論組成よりも多く含まれ、
   前記Ｐｄ、Ｏ、Ｍを含む記録層のうち、少なくとも１以上の記録層にＡｌが含まれ、
   前記Ａｌを含む記録層については、該記録層が前記記録用光の入射側とは反対側から数えてｎ番目の記録層である場合、そのＰｄ及びＭの含有量の総和に対するＡｌの含有量が、ｎ-１番目の記録層におけるＡｌの含有量以上とされる
   光記録媒体。
2. 前記Ａｌを含む記録層が２層以上隣接して設けられる場合、そのＰｄ及びＭの含有量の総和に対するＡｌの含有量が、前記記録用光の入射側においてより大きく選定される請求項１に記載の光記録媒体。
3. 前記Ａｌを含む記録層におけるＰｄ及びＭの含有量の総和に対するＡｌの含有量は、０を超え２０原子％以下である請求項１に記載の光記録媒体。
4. 前記記録用光の入射側から２層目までの記録層の透過率が７０％以上である請求項１に記載の光記録媒体。
5. 前記記録層に隣接してその上層、下層の少なくともいずれかに、Ｉｎ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｂｉの少なくともいずれかの酸化物、又は、ＳｉＮ、ＡｌＮ、ＳｉＣのいずれかの材料より成る誘電体層が設けられる請求項１に記載の光記録媒体。
6. 前記Ｐｄ、Ｏ、Ｍを含む記録層のうち、隣接する記録層にＡｌが含まれ、そのＰｄ及びＭの含有量の総和に対するＡｌの含有量が同一である２つの記録層を含む場合、
   前記Ａｌの含有量が同一である２つの記録層の上層、下層の少なくともいずれかに設ける前記誘電体層の透過率を変化させることで、前記隣接するＡｌを含む記録層のうち記録用光の入射側とは反対側における、前記誘電体層を含む前記記録層の透過率が低くなるように構成される請求項５に記載の光記録媒体。
7. 前記記録用光の入射側は、前記基板とは反対側とされる請求項１に記載の光記録媒体。
8. 前記記録用光の入射側に、光透過性材料より成る保護層が形成される請求項７に記載の光記録媒体。
9. 前記記録層は、波長４０５ｎｍ、集光レンズの開口数ＮＡ０．８５に対して２５ＧＢ以上の記録容量とされる請求項１に記載の光記録媒体。
10. 前記記録層が３層以上とされ、
    前記記録層の記録容量が３０ＧＢ以上とされる請求項１に記載の光記録媒体。

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